一種測試二甲基亞碸中微量水分的方法
2023-06-14 14:25:21 2
專利名稱：一種測試二甲基亞碸中微量水分的方法
技術領域：
本發明涉及微量水分測試領域，具體是一種測試二甲基亞碸中微量水分的方法。
背景技術：
二甲基亞碸是一種含硫有機化合物，常溫下為無色無臭的透明液體，是一種吸溼性的可燃液體，具有高極性、高沸點、熱穩定性好、非質子、與水混溶等特性，能溶於乙醇、丙醇、和氯仿等大多數有機物，被譽為「萬能溶劑」，廣泛用作溶劑和反應試劑，特別是用作加工溶劑和抽絲溶劑，如聚氨酯合成及抽絲溶劑、聚醯胺、聚醯亞胺和聚碸樹脂的合成溶劑，以及芳烴，丁二烯抽提溶劑和合成氯氟苯胺的溶劑等。之外，在醫藥工業中也有廣泛應用。二甲基亞碸作為丙烯腈聚合反應中的溶劑對水分含量的要求十分關鍵，因此分析測定二甲基亞碸中微量水分含量是控制產品質量的重要手段。 有機物中水分含量的測試方法很多，氣象色譜法，在2007年8月29日公開的專利號為CN101025407A中，公開了名稱為「氣象色譜測定環丙胺中微量水分的分析方法」的專利文件中克服了歸一化法需要較長時間等待所有組分全部出峰後才能得出測定結果的缺點，採用內標法進行定量分析，抵消了儀器穩定性差，進樣量不夠準確等原因帶來的定量分析誤差。但是內標法也存在著內標物和標準物的選擇和處理、確定色譜條件的穩定性，校正因子的計算，耗費時間較長等缺陷。經典的KF容量法，優勢在於改進和試劑的自動配加，終點和試劑的改善。但是KF容量法還存在著由於試劑不完全穩定而需不時測定滴定度的缺點，使得測試過程繁瑣，測試結果精確度底，工作效率不能顯著提高。卡爾 費休庫倫法，則通過電解產生的碘單質稱為「電子滴管」能夠高精度進行配加，同時利用電荷和I-生成碘單質之間嚴格的定量關係計算水分含量。卡爾 費休庫倫法是絕對測定，無需測定滴定度。只需確保I-生成碘單質的電流效率為100%，現在的試劑能夠達到這一要求。卡爾·費休庫倫法測定水分是一種電化學方法，其原理是儀器的電解池中的卡氏試劑達到平衡時注入含水的樣品，水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應，在吡啶和甲醇存在的情況下，生成氫碘酸吡啶和甲基硫酸吡唆，消耗了的碘在陽極電解產生，從而使氧化還原反應不斷進行，直至水分全部耗盡為止，依據法拉第電解定律，電解產生碘是同電解時耗用的電量成正比例關係的，其反應如下H20+I2+S02+3C5H5N — 2C5H5N · HI+C5H5N · SO3C5H5N · SO3+CH3OH — C5H5N · HSO4CH3在電解過程中，電極反應如下陽極2Γ-2θ-—I2陰極2H++2e-— H2 從以上反應中可以看出，即Imol的碘單質氧化Imol的二氧化硫,需要Imol的水，所以是Imol碘與Imol水的等當量反應，即電解碘的電量相當於電解水的電量。因其測試方法簡便、快捷、準確，在有機物微量水分的分析測定中得到了普遍的應用。西安康本材料有限公司主要利用卡爾·費休庫倫水分儀測試生產聚丙烯腈基碳纖維所用的原材料如丙烯腈、丙烯酸甲酯，溶劑二甲基亞碸等溶液中的水分含量，其次還包括對於工藝實驗需要而現配置溶液中的水分含量。大量的實驗結果表明，卡 費休庫倫法測定溶液中水含量的數據穩定，結果可靠，然而測試二甲基亞碸溶液水含量時，卻出現了隨著測試時間的延長測試結果不穩定，且存在整體測試結果低於真實值這一問題；又發現卡爾·費休庫倫法測定某溶液中水含量時數據可靠穩定，若向滴定杯內的卡氏試劑中加入一定量的二甲基亞碸後，再次測試此溶液的含水量時，出現整體數據急劇下降並且不穩定，說明二甲基亞碸存在卡氏試劑中時，會對測試的結果產生幹擾。
發明內容
為克服卡爾本 費休庫倫法測試二甲基亞碸溶液中微量水分時出現測試結果不穩定，同時消除在滴定杯內的卡氏試劑中已混有二甲基亞碸溶液時，對其它溶液含水量測試結果的幹擾，出現測試結果不穩定，隨著測試時間的延長整體測試結果低於真實值的不足，本發明提出了一種測試二甲基亞碸中微量水分的方法。本發明的具體過程包括以下步驟步驟1，配製乙醇水溶液。所述乙醇水溶液由乙醇和純水配製而成。乙醇水溶液中純水的質量分數為O. 9 1.2%。將無水乙醇與純水混合均勻，得到乙醇水溶液。將所配製的乙醇水溶液分為2份，第一份乙醇水溶液用於製備有卡氏試劑的混合液來作為新的卡氏試劑備用。第二份乙醇水溶液用於在不同條件下其含水量測試結果的對照。步驟2，第一次測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量。通過庫侖水分儀對所述第二份乙醇水溶液的含水量進行多次平行測試，並取其平均值作為測試結果。步驟3，在庫倫水分儀滴定杯內加入二甲基亞碸。在所述庫倫水分儀滴定杯內裝入100 150mL卡氏試劑。向所述庫倫水分儀滴定杯內的卡氏試劑中加入含水量< O. 1%的二甲基亞碸5mL，得到含有二甲基亞碸的卡氏試劑。步驟4，第二次測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量。採用庫倫水分儀通過減量法的進樣方法測試第二份乙醇水溶液的含水量。具體測試過程為，在庫侖水分儀準備就緒後測試所述第二份乙醇水溶液的含水量。為獲得準確的測試結果，需對第二份乙醇水溶液的含水量進行多次平行測試，多次平行測試結果的平均值為O. 801%。將所述測試結果與步驟2得到的該第二份乙醇水溶液含水量的第一次測試結果比較。證明在卡氏試劑中有二甲基亞碸時，二甲基亞碸對乙醇水溶液含水量的測試結果有明顯的影響，測試結果明顯偏低而且不穩定，數據間偏差大，數據不可靠。步驟5，製備鹽酸羥胺溶液。具體製備過程為，以乙醇水溶液為溶劑，將酸羥胺溶解為鹽酸羥胺溶液，鹽酸羥胺與所述第一份乙醇水溶液的配比為每Ig鹽酸羥胺中加入30mL乙醇水溶液，並混合後放入30 40°C水浴中充分溶解，得到I份鹽酸羥胺溶液。步驟6，製備含有二甲基亞碸的酸羥胺溶液的混合液。在所述酸羥胺溶液中加入二甲基亞碸，每I份鹽酸羥胺溶液中加入5mL含水量< O. 1%的二甲基亞碸並靜置O. 5h，使二甲基亞碸與鹽酸羥胺溶液充分混勻，得到I份均勻透明的含有二甲基亞碸的酸羥胺溶液的混合液。步驟7，製備有卡氏試劑的混合液。具體製備過程為，在所述含有二甲基亞碸的酸羥胺溶液的混合液中加入100 120mL卡氏試劑，並在30 35°C的水浴下放置20 24h，使加入的卡氏試劑與含有二甲基亞碸的酸羥胺溶液的混合液充分混合，得到有卡氏試劑的混合液。步驟8，更換庫倫水分儀滴定杯內原混有二甲基亞碸的卡氏試劑。具體更換過程為，清除庫倫水分儀滴定杯內已混有二甲基亞碸的卡氏試劑，將步驟7中得到的有卡氏試劑的混合液倒入庫倫水分儀滴定杯內作為新的卡氏試劑，用以測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量。步驟9，第三次測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量。採用庫倫水分儀通過減量法的進樣方法測試第二份乙醇水溶液的含水量。具體測試過程為，在庫侖水分儀準備就緒後測試所述第二份乙醇水溶液的含水量。為獲得準確的測試結果，需對第二份乙醇水溶液的含水量進行多次平行測試，多次平行測試結果的平均值為I. 034%，與步驟2測試結果相t匕，測試結果數據穩定，偏差在可控範圍內，數據可靠。步驟3中，分十次向所述庫倫水分儀滴定杯內的卡氏試劑中加入所述的5mL 二甲基亞碸，並且待前一次加入的二甲基亞碸與滴定杯內的卡氏試劑完全反應、庫倫水分儀自 動進入平衡狀態後再次向庫倫水分儀滴定杯內加入下一次的二甲基亞碸；依此循環，直至將5mL 二甲基亞碸全部加入至庫倫水分儀滴定杯內的卡氏試劑中。從反應原理來看，ImoL的I2氧化ImoL的SO2,需要ImoL的水，反應產物出現2moLΓ，同時逆向反應2moL Γ又通過電極轉換產生ImoLI2。被測溶液的水分和SO2完全反應後，逆向反應I-通過電極完全轉換產生I2，庫倫水分儀自動進入平衡穩定狀態，同時庫侖水分儀通過自身記錄儀計算出電荷轉移的數量來計算溶液中的含水量。經認真研究和分析，同時查閱大量相關文獻，發現在二甲基亞碸與卡氏試劑的共存體系中，二甲基亞碸具有氧化Γ的能力，將體系中的Γ氧化為12，自身被還原為二甲基硫醚，這一部分Γ與I2間的轉換是通過氧化還原反應來實現的，使得這一部分本應由電極轉換來完成的電量計算並沒有通過庫倫水分儀的記錄儀將其計算在內，使得測試結果低於真實值。利用鹽酸羥胺這種強還原性試劑，在含有二甲基亞碸的卡氏試劑中，二甲基亞碸預先氧化的是鹽酸羥胺，從而保證了 I-完全通過電極轉換為I2，使得測試結果真實、可靠、穩定，問題得以解決。
具體實施例方式實施例一本實施例是一種卡爾·費休庫倫法測試二甲基亞碸中微量水分的方法，其具體過程包括以下步驟步驟1，配製乙醇水溶液。所述乙醇水溶液由乙醇和純水配製而成。乙醇水溶液中純水的質量分數為O. 9 I. 2%，本實施例中，乙醇水溶液中純水的質量分數為I. 2%。具體配置過程為，將無水乙醇與純水混合均勻，得到乙醇水溶液。將所配製的乙醇水溶液分為2份，第一份乙醇水溶液用於製備有卡氏試劑的混合液來作為新的卡氏試劑備用；第二份乙醇水溶液用於在不同條件下其含水量測試結果的對照。步驟2，第一次測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量。採用庫倫水分儀通過減量法的進樣方法測試第二份乙醇水溶液的含水量。具體測試過程為，在庫侖水分儀準備就緒後測試所述第二份乙醇水溶液的含水量。為獲得準確的測試結果，需對第二份乙醇水溶液的含水量進行多次平行測試，並取其平均值作為測試結果。本實施例中，5次平行測試結果的平均值為I. 185%。庫倫水分儀的測試結果如下
權利要求
1.一種測試二甲基亞碸中微量水分的方法，其特徵在於，具體過程是 步驟1，配製乙醇水溶液所述乙醇水溶液由乙醇和純水配製而成；乙醇水溶液中純水的質量分數為O. 9 I. 2% ;將無水乙醇與純水混合均勻，得到乙醇水溶液；將所配製的乙醇水溶液分為2份，第一份乙醇水溶液用於製備有卡氏試劑的混合液來作為新的卡氏試劑備用；第二份乙醇水溶液用於在不同條件下其含水量測試結果的對照； 步驟2，第一次測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量通過庫侖水分儀對所述第二份乙醇水溶液的含水量進行多次平行測試，並取其平均值作為測試結果； 步驟3，在庫倫水分儀滴定杯內加入二甲基亞碸在所述庫倫水分儀滴定杯內裝入100 150mL卡氏試劑；向所述庫倫水分儀滴定杯內的卡氏試劑中加入含水量< O. 1%的二甲基亞碸5mL，得到含有二甲基亞碸的卡氏試劑； 步驟4，第二次測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量採用庫倫水分儀通過減量法的進樣方法測試第二份乙醇水溶液的含水量；具體測試過程為，在庫侖水分儀準備就緒後測試所述第二份乙醇水溶液的含水量；為獲得準確的測試結果，需對第二份乙醇水溶液的含水量進行多次平行測試，多次平行測試結果的平均值為O. 801% ;將所述測試結果與步驟2得到的該第二份乙醇水溶液含水量的第一次測試結果比較；證明在卡氏試劑中有二甲基亞碸時，二甲基亞碸對乙醇水溶液含水量的測試結果有明顯的影響，測試結果明顯偏低而且不穩定，數據間偏差大，數據不可靠； 步驟5，製備鹽酸羥胺溶液具體製備過程為，以乙醇水溶液為溶劑，將酸羥胺溶解為鹽酸羥胺溶液，鹽酸羥胺與所述第一份乙醇水溶液的配比為每Ig鹽酸羥胺中加入30mL乙醇水溶液，並混合後放入30 40°C水浴中充分溶解，得到I份鹽酸羥胺溶液； 步驟6，製備含有二甲基亞碸的酸羥胺溶液的混合液在所述酸羥胺溶液中加入二甲基亞碸，每I份鹽酸羥胺溶液中加入5mL含水量< O. 1%的二甲基亞碸並靜置O. 5h，使二甲基亞碸與鹽酸羥胺溶液充分混勻，得到I份均勻透明的含有二甲基亞碸的酸羥胺溶液的混合液； 步驟7，製備有卡氏試劑的混合液具體製備過程為，在所述含有二甲基亞碸的酸羥胺溶液的混合液中加入100 120mL卡氏試劑，並在30 35°C的水浴下放置20 24h，使加入的卡氏試劑與含有二甲基亞碸的酸羥胺溶液的混合液充分混合，得到有卡氏試劑的混合液； 步驟8，更換庫倫水分儀滴定杯內原混有二甲基亞碸的卡氏試劑清除庫倫水分儀滴定杯內已混有二甲基亞碸的卡氏試劑，將步驟7中得到的有卡氏試劑的混合液倒入庫倫水分儀滴定杯內作為新的卡氏試劑，用以測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量； 步驟9，第三次測試得到的第二份乙醇水溶液的含水量採用庫倫水分儀通過減量法的進樣方法測試第二份乙醇水溶液的含水量；具體測試過程為，在庫侖水分儀準備就緒後測試所述第二份乙醇水溶液的含水量；為獲得準確的測試結果，需對第二份乙醇水溶液的含水量進行多次平行測試，多次平行測試結果的平均值為I. 034%，與步驟2測試結果相比，測試結果數據穩定，偏差在可控範圍內，數據可靠。
2.如權利要求I所述一種測試二甲基亞碸中微量水分的方法，其特徵在於，步驟3中，分十次向所述庫倫水分儀滴定杯內的卡氏試劑中加入所述的5mL 二甲基亞碸，並且待前一次加入的二甲基亞碸與滴定杯內的卡氏試劑完全反應、庫倫水分儀自動進入平衡狀態後再次向庫倫水分儀滴定杯內加入下一次的二甲基亞碸；依此循環，直至將5mL 二甲基亞碸全部加入至庫倫水分儀滴定杯內的 卡氏試劑中。
全文摘要
一種測試二甲基亞碸中微量水分的方法，將配製的乙醇水溶液分為2份，第一份乙醇水溶液用於製備二甲基亞碸、鹽酸羥胺、乙醇水溶液和卡氏試劑的均勻透明混合體系。第二份乙醇水溶液用於與製備二甲基亞碸、鹽酸羥胺、乙醇水溶液和卡氏試劑的均勻透明混合體系的含水量進行對照。在二甲基亞碸與卡氏試劑的共存體系中，二甲基亞碸具有氧化I-的能力，自身被還原為二甲基硫醚。本發明利用鹽酸羥胺在含有二甲基亞碸的卡氏試劑中二甲基亞碸預先氧化的是鹽酸羥胺，保證I-完全通過電極轉換為I2，測試結果真實可靠穩定，克了服卡爾本·費休庫倫法測試二甲基亞碸溶液中微量水分時存在的不足。
文檔編號G01N27/42GK102901764SQ20121033871
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月13日 優先權日2012年9月13日
發明者郭香, 楊陽鋒, 郭繼榮, 鄭桂寧, 徐永花, 吳斌 申請人:西安康本材料有限公司